盲孔镀铜加速剂分子的理论计算和电化学研究

发布时间：2023-08-26 03:30

　　超填孔镀铜是印制电路板上孔金属化制程的关键技术,而添加剂又是超填孔镀铜工艺的核心,因此围绕镀铜添加剂开展研究工作十分重要。本文以五元杂环、对甲苯衍生物为研究对象,在对比分析有机物分子结构特点的基础上,对其进行理论计算和电化学行为研究,揭示有机物分子中特征官能团对其在铜层表面吸附行为、沉铜速度以及填孔效果的影响,并对性能优异的加速剂分子进行了盲孔镀铜配方的设计优化。通过对含氮五元杂环的对比研究,明确了硫原子、碳硫双键以及苯环对铜沉积过程的影响。理论计算结果表明:这些特征官能团均可增强分子在铜层表面的吸附能力,其中硫原子是分子在铜层表面吸附的关键。电化学测试结果表明:在有氯离子(Cl-)存在的情况下,这些有机物分子均可加速铜沉积,加速能力的强弱顺序为:四氢噻唑硫酮(H1)>乙烯硫脲(N)>2-巯基苯并噻唑>2-巯基苯并咪唑>噻唑>咪唑。此外,深入研究了 H1与Cl-的作用关系,结果表明二者在铜层表面会发生竞争性吸附。以性能优异的H1和N为加速剂,进行盲孔镀铜配方的设计,通过镀液体系的调控,最终实现了对盲孔的超填充,填孔率分别为:80.2%和74.9%。接下来,...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 PCB板及微盲孔的概述
        1.2.1 PCB及HDI的生产与应用
        1.2.2 盲孔的设计与应用
    1.3 盲孔超填充
        1.3.1 酸性硫酸盐镀铜体系
        1.3.2 镀铜加速剂的研究现状
        1.3.3 超填孔机理
    1.4 分子的理论计算
    1.5 本文研究的主要内容
第二章 实验材料和研究方法
    2.1 实验药品和实验仪器
    2.2 理论计算
        2.2.1 量子化学计算
        2.2.2 分子动力学模拟
    2.3 电化学测试
        2.3.1 计时电位法
        2.3.2 线性伏安扫描法
        2.3.3 循环伏安法
        2.3.4 交流阻抗法
    2.4 盲孔填充实验
        2.4.1 盲孔填充实验流程
        2.4.2 填孔性能表征
第三章 有机物分子的结构分析与理论计算
    3.1 引言
    3.2 有机分子的量化计算
        3.2.1 含氮五元杂环分子的量化计算与分析
        3.2.2 对甲苯衍生物的量化计算与分析
    3.3 有机分子的动力学模拟
        3.3.1 含氮五元杂环分子的动力学模拟
        3.3.2 对甲苯衍生物的动力学模拟
    3.4 本章小结
第四章 含氮五元杂环分子对铜沉积过程的影响
    4.1 引言
    4.2 含氮五元杂环分子在铜层表面的吸附性能
    4.3 含氮五元杂环分子的电化学行为
        4.3.1 含氮五元杂环分子对沉铜速度的影响
        4.3.2 含氮杂环分子加速铜沉积的原因
        4.3.3 乙烯硫脲特殊电化学行为原因探究
        4.3.4 四氢噻唑硫酮与氯离子的相互作用
    4.4 含氮五元杂环有机分子的填孔性能及调控
        4.4.1 含氮五元杂环有机分子的填孔性能
        4.4.2 乙烯硫脲与四氢噻唑硫酮的填孔效果调控
    4.5 本章小结
第五章 对甲苯衍生物分子对铜沉积过程的影响
    5.1 引言
    5.2 对甲苯衍生物分子在铜层表面的吸附性能
    5.3 对甲苯衍生物的电化学行为
        5.3.1 浓度对对甲苯衍生物分子在沉铜过程中的影响规律
        5.3.2 氯离子对对甲苯衍生物分子在沉铜过程中的影响规律
        5.3.3 对流强度对对甲苯衍生物分子在沉铜过程中的影响规律
    5.4 对甲苯衍生物中特征官能团(HSO3
-基团)的作用探究
        5.4.1 磺酸根基团对分子吸附的影响
        5.4.2 磺酸根基团对沉铜速度的影响
    5.5 对甲苯衍生物分子的填孔性能及调控
        5.5.1 对甲苯衍生物填孔性能差异分析
        5.5.2 对甲苯磺酸钠体系填孔效果效果调控
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
研究成果
作者及导师简介
附件



本文编号：3843866

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